Propiedades y opciones para valorizar el lactosuero de la quesería artesanal / Properties and options for the valorization of whey from the artisanal cheese industry

Resumen El lactosuero posee una gran cantidad de los componentes de la leche, sin embargo, una alta proporción del volumen generado se sigue tirando, provocando pérdida de nutrientes y problemas de contaminación. El objetivo del presente trabajo fue proveer información sobre las propiedades nutricionales, funcionales y biológicas del lactosuero, generado por la industria quesera artesanal, así como evidencias científicas recientes que sustentan, bajo distintos enfoques tecnológicos, el potencial de aprovechamiento, mediante su transformación o recuperación para adicionarle valor. Las oportunidades en la valorización del lactosuero, a través de la elaboración de diversos productos lácteos, como el requesón (queso de suero), bebidas fermentadas o con frutas, bebidas para deportistas, bebidas alcohólicas, mantequilla de suero, dulces, helados y paletas, reflejan el nicho de oportunidades para hacer la industria quesera artesanal más redituable. El cambio de paradigmas en los productores artesanales, en percibir al lactosuero como una fuente de co-productos para su recuperación, transformación y reincorporación a sus procesos, acorde a las capacidades tecnológicas de dicha industria, y no como un subproducto, reduciría las pérdidas de componentes de alto valor (e.g., proteína, lípidos y azúcares), trayendo consigo efectos benéficos, tanto ambientales como económicos.

Abstract Whey contains a high concentration of milk components. However, a high volume of it continues to be discarded to the environment, leading to a loss in nutrients and pollution problems. The objective of the present review is oriented to provide information on the nutritional, functional and biological properties of the whey generated by the artisanal cheese idustry. Furthermore, scientific evidence supporting the different opportunities for its valorization, revised under different technological approaches is included. The potential of whey valorization, through its recovery or transformation into value-added products, includes its use in a diversity of food products. Whey use includes the production of requesón (whey cheese), fermented beverages, fruit-flavored drinks, sports drinks, alcoholic beverages, whey buttermilk, ice-cream, candies and popsicles. The transformation of whey produced by the artisanal cheese industry, offer a niche of opportunities to make this industry more profitable. The reduction in loss of highly valuable components (e.g., protein, fat and lactose) by using whey, according to their technological capabilities, represents a suitable option to its valorization, by changing the perception of whey as a waste, but as a source of co-products. The recovery, transformation and reincorporation into the processes, would bring beneficial economic effects to artisanal producers and reduce the environmental impact caused by this industry.

Suplementação de vacas lactantes com gérmen integral de milho em substituição ao milho grão / Supplementation of lactating cows with whole-grain corn germs in substitution to corn grain / Suplementación en vacas lactantes con gérmen integral de maíz en sustitución al maíz grano

Objetivou-se avaliar o efeito da substituição do milho grão pelo gérmen integral de milho (GIM) na dieta de vacas lactantes, com cinco teores de inclusão do gérmen com base na matéria seca (MS) (0,0; 6,7; 13,5; 20,1 e 26,9 %). Foram utilizadas cinco vacas multíparas mestiças, com 490 kg de peso corporal, 100 dias pós-parto e produção média de 26 kg de leite/dia. Cada período experimental teve duração de 21 dias, sendo 13 dias para adaptação à dieta e oito dias para coleta de amostras. O experimento foi em quadrado latino, os modelos foram selecionados em que os regressores foram significativos e a falta de ajuste não significativa, adotando-se o nível de significância de 5%. As variáveis analisadas foram o consumo de matéria seca (CMS) (kg/dia de MS), a digestibilidade (%), o comportamento ingestivo (h/dia), tamanho médio de partícula (mm), a fração não degradável (%), parâmetros ruminais (mg/dL), produção de leite (PL) (kg/dia), composição do leite (%), eficiência alimentar (EA = PL/CMS), concentração de energia e energia de lactação (Mcal/kg). A substituição do milho grão pela inclusão do GMI não provocou alterações (P>0,05) no comportamento ingestivo, pH, N-NH3 , e fração não degradável. A produção de leite, quantidade de proteína, lactose, relação proteína: gordura e eficiência alimentar tiveram aumento (P<0,05). Foi verificada redução linear (P<0,05) na porcentagem de gordura e concentração de energia, assim como a % de butirato com o acréscimo de GIM na dieta. A dieta com a inclusão de 26,9% de GIM na MS não promoveu efeito negativo sobre as variáveis analisadas, dessa forma, o GMI, pode ser um substituto do milho na dieta de vacas lactantes.(AU)

The purpose of this study was to evaluate the effect of replacing corn grain with whole-grain corn germ (WGCG) in the diet of lactating cows with five levels of inclusion of germ based on dry matter (DM) (0.0; 6.7; 13.5; 20.1; and 26.9%). This study used five multiparous crossbred cows, with average 490-kg body weight, 100 days postpartum, and average production of 26 kg of milk/day. Each experimental period lasted 21 days, with 13 days for diet adaptation and eight days for the collection of samples. The experiment was carried out in a Latin square design, with the selection of models where the regressors were significant and non-significant lack of adjustment, adopting a 5% significance level. The study analyzed the following variables: dry matter intake (DMI) (kg/day DM), digestibility (%), ingestion behavior (h/day), mean particle size (mm), non-degradable fraction (mg/dL), milk production (MP) (kg/day), milk composition (%), feed efficiency (FE = MP/DMI), energy concentration and lactation energy (Mcal/kg). It was observed that the replacement of corn grain with WGCG did not cause changes (P>0.05) in the ingestion behavior, pH, N-NH3, and non-degradable fraction. Milk production, protein, lactose, protein:fat ratio and food efficiency presented an increase (P<0,05). A linear reduction (P<0.05) was observed in the percentage of fat and energy concentration, as well as the percentage of butyrate with the addition of WGCG in the diet. The diet with the inclusion of 26.9% WGCG in DM did not present any negative effects on the analyzed variables, thus, WGCG could be a substitute for maize in the diet of lactating cows.(AU)

Se evaluó el efecto de la sustitución del maíz grano por el germen integral de maíz (GIM) en la dieta de vacas lactantes, con cinco niveles de inclusión del germen con base en la materia seca (MS) (0,0; 6,7; 13,5, 20,1 y 26,9%). Se utilizaron cinco vacas multíparas mestizas, con 490 kg de peso corporal, 100 días posparto y producción media de 26 kg de leche/día. Cada período experimental tuvo una duración de 21 días, siendo 13 días para adaptación a la dieta y ocho días para la toma de muestras. El experimento fue en cuadrado latino, los modelos fueron seleccionados donde los regresores fueron significativos y la falta de ajuste no significativa, adoptando el nivel de significancia del 5%. Las variables analizadas fueron el consumo de materia seca (CMS) (kg/día de MS), la digestibilidad (%), el comportamiento de ingestión (h/día), tamaño medio de partícula (mm), la fracción no degradable (%), parámetros rúmiales (mg / dL), producción de leche (PL) (kg/día), composición de la leche (%), eficiencia alimentaria (EA = PL/CMS), concentración de energía y energía de lactancia (Mcal/ kg). La sustitución del maíz grano por la inclusión del GMI no provocó alteraciones (P>0,05) en el comportamiento de ingestión, pH, N-NH3, y fracción no degradable. La producción de leche, cantidad de proteína, lactosa, relación proteína: grasa y eficiencia alimentaria tuvieron aumento (P<0,05). Se verificó una reducción lineal (P<0,05) en el porcentaje de grasa y concentración de energía, así como e l % de butirato con el aumento de GIM en la dieta. La dieta con la inclusión del 26,9% de GIM en la MS no promovió efecto negativo sobre las variables analizadas, de esa forma, el GMI, puede ser un sustituto por maíz en la dieta de vacas lactantes.(AU)

Performance and serum parameters of growing pigs fed semi-purified glycerin / Desempeño productivo y parámetros séricos de cerdos en crecimiento alimentados con glicerina semi-purificada / Desempenho e parâmetros séricos de suínos em crescimento alimentados com glicerina semipurificada

Summary Background: the use of semi-purified glycerin in pig diets has been studied as an alternative energy source. Objective: to evaluate growth performance and serum levels of glucose, triglycerides, cholesterol, and urea in pigs fed diets containing semi-purified glycerin during the growth phase. Methods: forty barrows with an initial weight of 27.30 ± 1.74 kg, distributed in a randomized complete block design, with four treatments and five replicates were used. The dietary treatments were a combination of corn and soybean meal diets with the addition of 0, 5, 10 or 15% semi-purified glycerin. The experimental period lasted 27 days and was divided into two periods. Results: during Period 1, pig performance did not differ with the inclusion of semi-purified glycerin in the diet. In Period 2, an improvement in average daily weight gain was observed. In the total period, an improvement was observed in the average daily weight gain, feed/gain ratio and final weight of the animals. However, serum parameters were not affected by the inclusion of semi-purified glycerin in the diets. Conclusions: the addition of up to 15% semi-purified glycerin to the diet of growing pigs improves growth performance without affecting serum parameters.

Resumen Antecedentes: el uso de la glicerina semi-purificada en la dieta de cerdos se ha estudiado como una fuente alternativa de energía. Objetivo: evaluar el desempeño y los niveles séricos de glucosa, triglicéridos, colesterol y urea en cerdos alimentados con dietas que contienen glicerina semi-purificada durante la fase de crecimiento. Métodos: fueron utilizados 40 machos castrados con un peso inicial de 27,30 ± 1,74 kg, distribuidos en un diseño experimental en bloques al azar con cuatro tratamientos y cinco repeticiones. Los tratamientos se basaron en maíz y harina de soja con adición de 0, 5, 10 o 15% de glicerina semi-purificada. El período experimental duró 27 días, dividido en dos períodos. Resultados: en el período 1, el desempeño productivo de los cerdos no fue alterado por la inclusión de glicerina semi-purificada en la dieta. En el período 2 se observó una mejora en la ganancia diaria de peso. En el período total se observó una mejora en la ganancia diaria de peso, conversión alimenticia y el peso final de los animales. Los parámetros séricos no se afectaron por la inclusión de glicerina semi-purificada en la dieta. Conclusiones: la adición de glicerina semi-purificada hasta en un 15% en la dieta de cerdos en crecimiento mejora el desempeño productivo, sin afectar los parámetros séricos.

Resumo Antecedentes: utilização da glicerina semipurificada na alimentação de suínos vem sendo estudada como uma fonte alternativa de energia. Objetivo: avaliar o desempenho e níveis séricos de glicose, triglicerídeos, colesterol e uréia em suínos alimentados com dietas contendo glicerina semipurificada na fase de crescimento. Métodos: foram utilizados 40 machos castrados com peso inicial de 27,30 ± 1,74 kg, distribuídos em desenho experimental de blocos casualizados com quatro tratamentos e cinco repetições por tratamento. Os tratamentos foram baseados em milho e farelo de soja com adição de 0, 5, 10 ou 15% de glicerina semipurificada. O período experimental durou 27 dias dividido em dois períodos. Resultados: no período 1 o desempenho dos suínos não foi alterado pela inclusão de glicerina semipurificada. No período 2 foi observado melhora no ganho de peso diário. No período total observou-se melhora no ganho de peso diário, conversão alimentar e peso final dos animais. Os parâmetros séricos não foram afetados pela inclusão de glicerina semipurificada nas dietas. Conclusões: a adição de até 15% de glicerina semipurificada em dietas de suínos em crescimento melhora o desempenho e não altera os parâmetros séricos.

Partial replacement of corn with glycerin: digestibility and ruminal fermentation kinetics by in vitro gas production / Sustitución parcial de maíz con glicerina: digestibilidad y cinética de la fermentación ruminal mediante producción de gas in vitro / Substituição parcial do milho pela glicerina: digestibilidade e cinética da fermentação ruminal através da produção de gases in vitro

Summary Background: glycerin, a co-product of biodiesel production, could be included in animal feeds. Objective: to evaluate the effects of partial replacement of corn with glycerin on digestibility and ruminal fermentation kinetics, estimated by the in vitro gas production technique. Methods: dietary treatments consisted of corn substitution with crude glycerin (0, 4, 8, and 12% on a dry matter basis). In vitro digestibility of neutral detergent fiber and organic matter were calculated as the difference between the amount of incubated and undigested substrate. Cumulative gas pressure was measured in vitro using automatic equipment. Gas production kinetics was analyzed using a dual-pool logistic model. Results: increasing levels of crude glycerin to replace corn did not affect in vitro digestibility of neutral detergent fiber, organic matter, ammonia nitrogen content, or degradation rates. A negative linear effect on the partitioning factor and a linear increase in the rapidly degradable fraction were observed with the inclusion of crude glycerin. Conclusions: dietary inclusion of up to 12% crude glycerin (dry matter basis) replacing corn did not affect diet digestibility. A greater volume of gas was observed with the highest inclusion level of glycerin, indicating that alfalfa hay, corn and crude glycerin combination could affect fermentation, suggesting the occurrence of associative effects.

Resumen Antecedentes: una alternativa al uso de la glicerina, generada como residuo de la producción de biodiesel, es su utilización en la alimentación animal. Objetivo: evaluar los efectos de la sustitución parcial de maíz con glicerina sobre la digestibilidad de la dieta y la cinética de la fermentación ruminal, usando la técnica de producción de gas in vitro. Métodos: los tratamientos consistieron en la substitución de maíz por glicerina cruda (0, 4, 8 y 12% en base seca). La digestibilidad in vitro de la fibra detergente neutra y la materia orgánica fue calculada por la diferencia entre la cantidad del sustrato incubado y el no digerido. La presión acumulativa de gas in vitro fue medida por un equipo automático. La cinética de la producción de gas fue analizada empleando un modelo logístico bicompartimental. Resultados: la inclusión de niveles crecientes de glicerina en substitución del maíz no afectó la digestibilidad in vitro de la fibra detergente neutra, la materia orgánica, la tasa de nitrógeno amoniacal o las tasas de degradación. Se observó un efecto lineal negativo en el factor de partición y un aumento lineal en la fracción de rápida degradación por la inclusión de glicerina. Conclusión: la inclusión dietaria de hasta 12% de glicerina (base seca) para reemplazar al maíz no afectó la digestibilidad de la misma. Se observó una mayor produccion de gas con el mayor nivel de inclusión de glicerina, lo que indica que la combinación de heno de alfalfa, maíz y glicerina podría alterar la fermentación, lo que sugiere la existencia de efectos asociativos.

Resumo Antecedentes: um uso alternativo da glicerina gerado como um coproduto da produção de biodiesel pode ser a sua inclusão na alimentação animal. Objetivo: avaliar o efeito da substituição parcial do milho pela glicerina sobre a digestibilidade da dieta e a cinética de fermentação através da técnica in vitro de produção de gás. Métodos: os tratamentos consistiram na substituição do milho por glicerina bruta (0, 4, 8 e 12%) com base na matéria seca. A digestibilidade da fibra em detergente neutro e da matéria orgânica foi calculada como a diferença entre a quantidade de substrato incubado e o não digerido. A pressão acumulativa de gás foi mensurada in vitro utilizando um equipamento automático de medição de gás. A cinéticas da produção de gás foi analisada utilizando o modelo logístico bicompartimental. Resultados: o aumento dos níveis de inclusão da glicerina bruta para substituir o milho na dieta não afetou a digestibilidade in vitro da fibra em detergente neutro, a digestibilidade in vitro da matéria orgânica, teor de nitrogênio amoniacal e a taxa de degradação. Foram observados efeito linear negativo no fator de partição e aumento linear na fração rapidmente degradável com a inclusão da glicerina bruta na dieta. Conclusão: a inclusão dietética de até 12% da glicerina bruta (na matéria seca) para substituir o milho não afetou a digestibilidade da dieta. O maior volume de gás produzido foi observado para o maior nível de inclusão de glicerina indicando que a combinação de feno de alfafa, milho e glicerina bruta poderia alterar a fermentação, sugerindo a ocorrência de efeitos associativos.

Caracterização, uso e limitações da glicerina na alimentação de suínos: revisão / Characterization, use and limitations of glycerin in pig feed: a review / Caracterización, uso y limitaciones de glicerina en alimentación de cerdos: revisión

Glicerina é um líquido adocicado, higroscópico, inodoro, viscoso, energético, contendo variáveis níveis de glicerol, sendo utilizado como nutriente glicogênico ou lipogênico, dependendo da condição energética do animal. O glicerol ou 1,2,3-propanotriol é pertencente a função álcool, com três hidroxilas, de fórmula molecular C3H8O3. Em suínos, altos níveis de inclusão de glicerina podem proporcionar baixo conteúdo energético, pois o sistema enzimático da glicerol quinase torna-se saturado na conversão do glicerol para glicerol-3-fosfato, sendo o excesso excretado pela urina. A matéria-prima é um dos fatores que mais influenciam na composição da glicerina, podendo ser produzida a partir de óleo de soja, sebo bovino, gordura amarela e gordura de aves. Os componentes com maior participação na composição são glicerol, água e lipídios, contudo as limitações de seu uso na alimentação animal estão ligadas aos níveis residuais de sódio, potássio, metanol e umidade. Os níveis de glicerina bruta mais indicados para a viabilidade técnica e econômica estão em torno de 10%, sendo que acima de 15% compromete o desempenho e a viabilidade econômica. Por possuir características favoráveis e teores de energia em torno de 3.579 kcal/kg de energia metabolizável, a glicerina pode ser utilizada como ingrediente energético em rações para suínos.

Glycerin is a sweet, hygroscopic, odorless, viscous, energetic liquid containing variable glycerol levels being used as glycogen or lipogenic nutrient, depending on the energy condition of the animal. Glycerol, or 1,2,3-propanetriol, belongs to the alcohol group, with three hydroxyls, and the molecular formula of C3H8O3. In pigs, the inclusion of high levels of glycerin can provide low energy content, since the enzyme system in glycerol kinase becomes saturated in the conversion of glycerol to glycerol-3-phosphate, with the excess being excreted in the urine. The feedstock is one of the factors that most influence the composition of glycerin, which may be produced from soybean oil, beef tallow, yellow grease, and poultry fat. The components with the highest involvement in the composition are glycerol, water and lipids, however, the limitations of use in animal feed are connected to residual levels of sodium, potassium, methanol and humidity. Crude glycerin levels better suited to the technical and economic viability are at approximately 10%, while compromising the performance and economic viability if above 15%. Since it has favorable characteristics and energy levels around 3.579 kcal/kg of metabolizable energy, glycerin can be used as an energy ingredient in pig feed.

La glicerina es un líquido dulce, higroscópico, inodoro, viscoso, energético, que contiene niveles de glycerol variables, que se utililiza como nutriente glicogénico o lipogénico, dependiendo de la condición de energía del animal. El glicerol o 1, 2, 3 ­ propanotriol, es perteneciente a función alcohol, con tres hidroxilas, de formula molecular C3H8O3. En cerdos, los altos niveles de inclusión de glicerina pueden proporcionar un bajo contenido energético, pues el sistema enzimático de glicerol quinase se hace saturado en la conversión de glicerol en glicerol-3-fosfato, siendo el exceso excretado por la orina. La materia prima es uno de los factores que más influyen en la composición de la glicerina, pudiendo ser producida a partir del aceite de soja, sebo de ganado, grasa amarilla y grasa de aves. Los componentes con mayor participación en la composición son glicerol, agua y lepidios, sin embargo, las limitaciones de su uso en la alimentación animal están conectadas a niveles residuales de sodio, potasio, metanol y humedad. Los niveles de glicerina cruda más adecuados para la viabilidad técnica y económica están alrededor de 10%, siendo que más de 15% compromete el rendimiento y la viabilidad económica. Por tener características favorables y niveles de energía alrededor de 3579 kcal/kg de energía metabolizable, la glicerina puede ser utilizada como ingrediente de energía en alimentación de cerdos.